BSMEXPEDITION_Der Weg zu einer Theorie jenseits des Standard Modells
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Zentrum der modernen Teilchenphysik steht das Standardmodell (SM), eine Theorie, die die fundamentalen Partikel und Kräfte des Universums bis zur elektroschwachen Skala erfolgreich erklärt hat. Dies wurde durch die Entdeckung des Higgs-Teilchens am Large Hadron Collider (LHC) im Jahr 2012 weiter bestätigt. Allerdings ist das SM nicht ohne seine Geheimnisse. Es lässt mehrere kritische Fragen unbeantwortet, wie die Ursprünge der Dunklen Materie, die Materie-Antimaterie-Asymmetrie und die Vereinigung der fundamentalen Kräfte. Diese offenen Fragen deuten auf die Existenz einer tieferen, umfassenderen Theorie jenseits des SM hin. Unser Projekt machte sich auf die Suche nach Antworten auf diese unbeantworteten Fragen, indem es nach Erweiterungen des SM suchte, die ein vollständigeres Bild von den grundlegenden Abläufen des Universums liefern könnten. Im Gegensatz zu früheren Perioden in der Teilchenphysik, die durch eine Reihe von erwarteten Entdeckungen gekennzeichnet waren, wagten wir uns in unerforschte Gebiete vor, ohne klare theoretische Anleitung oder Anzeichen dafür, wo neue physikalische Phänomene auftauchen könnten. Das Prinzip der Natürlichkeit, das sich auf die Skalen der physikalischen Massen, insbesondere die Fermi- (elektroschwache) Skala, bezieht, war ein Leitlicht in unserer Erkundung. Theorien wie Supersymmetrie, Composite-Higgs-Modelle und Little-Higgs-Modelle standen im Vordergrund und schlugen neue Partikel und Mechanismen vor, um die Einschränkungen des SM und das Hierarchieproblem – die rätselhafte Differenz zwischen der elektroschwachen Skala und den viel höheren Skalen anderer fundamentaler Kräfte – anzugehen. Trotz intensiver Suche hat der LHC bisher keine Beweise für diese neuen Partikel gefunden, was unsere theoretischen Paradigmen in Frage stellt. Die Abwesenheit von Entdeckungen bedeutet jedoch keinen Misserfolg, sondern verfeinert unser Verständnis und leitet zukünftige Erkundungen. Unser Projekt verfolgt einen dualen Ansatz: die Suche nach natürlichen Erklärungen der Fermi-Skala fortzusetzen, während es auch andere Rätsel des SM angeht. Die Relevanz dieser Arbeit reicht über die Grenzen der theoretischen Physik hinaus. Sie berührt grundlegende Fragen zur Struktur des Universums, zur Natur der Materie und zu den Kräften, die es regieren. Indem wir die Grenzen unseres Wissens erweitern, suchen wir nicht nur Antworten auf langjährige Fragen, sondern öffnen auch die Tür zu neuen Technologien und Einsichten, die tiefgreifende Auswirkungen auf unser Verständnis des Universums und unseren Platz darin haben könnten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A global view of the off-shell Higgs portal. SciPost Physics, 8(2).
Ruhdorfer, Maximilian; Salvioni, Ennio & Weiler, Andreas
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Flavourful SMEFT likelihood for Higgs and electroweak data. Journal of High Energy Physics, 2020(4).
Falkowski, Adam & Straub, David
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General non-leptonic ∆F = 1 WET at the NLO in QCD. Journal of High Energy Physics, 2021(11).
Aebischer, Jason; Bobeth, Christoph; Buras, Andrzej J.; Kumar, Jacky & Misiak, Mikołaj
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Electric dipole moments at one-loop in the dimension-6 SMEFT. The European Physical Journal C, 82(10).
Kley, Jonathan; Theil, Tobias; Venturini, Elena & Weiler, Andreas
